Intercambiadores De Calor

7.- DISEÑO DE UN INTERCAMBIADOR SIN CAMBIO DE FASE
Diseño de intercambiador (tipo tubo y carcasa) – método Kern simplificado La siguiente ruta de cálculo, corresponde al método propuesto en eltexto de Transferencia de Calor del autor D. Kern, y esta desarrollado sobre el caso expuesto en el archivo de excel "diseñoIdeCalor.xls".

1) Balance Térmico

Qrequerido = QR = MCp(T1-T2) =mCp(t2-t1) Qdisponible = QD = UA∆T
2) Cálculo ∆TT.deC.:
R= T1 − T2 t 2 − t1

t −t S= 2 1 T1 − T2

.

LMTD= (∆TCAL-∆TFRIO)/ln(∆TCAL/∆TFRIO)
∆TT.deC. = FT·LMTD

FT : de gráfico (figura N° 18 a23, según tipo de intercambiador, en el texto KERN) 3) Datos de Equipo (según tipo de intercambiador) CARCAZA DI espacio de los deflectores (B) pasos pitch (PT), claridad (C') Nº tubos y longitudDE, BMG tipo de arreglo pasos TUBOS

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4)

Equipo área de flujo: at= (Nºtubos·área flujo/tubo)/Nº pasos velocidad: v=caudal/at Adimensionales: Re=dI·v·ρ/µ. Pr=Cp·µ/k Nu=0.027(Re)0.8(Pr)1/3 AT.deC. DISP. = d0·Π·LT·NºTubos Coeficiente individual T. de calor (hT) Nu=h·d/k hT=Nu·k/dI, hT corregido = hT*dI/d0 RdT: Factor de ensuciamiento U = 1/(1/hC+1/hT correg + RdC + RdT)

área deflujo: as=DI·C'·B/(144·PT) Deq=4·(PT2 - PI·d02/4)/( Π·d0) velocidad: v=caudal/as Adimensionales: Re=Deq·v·ρ/µ. Pr=Cp·µ/k Nu= 0.36(Re)0.55(Pr)1/3 área transferencia de calor disponible Coeficienteindividual T. de calor (hC) Nu=h·d/k hC=Nu·k/Deq RdC: Factor de ensuciamiento Coeficiente Global:

5) Caída de presión equipo fC : factor de fricción carcaza No cruces : N+1=12·LT/B flujo másico ,GC = M/as Caída de presión ∆P = fC·(GC2)·DI·Nºcruces/(5.22·1010·Deq·ρ)

fT: factor de fricción tubos flujo másico , GT = m/aT Caída de presión ∆Pt (flujo)= fT·(GT2)·LT·Nºpasos/(5.22·1010·dI·ρ)4nV 2 § 62.5 · ∆Pr (pasos)= ∆Pr = ¨ ¸ s2g' © 144 ¹ donde: n: N° de pasos en los tubos V: velocidad (ft/s) s: gravedad específica g’: aceleración de gravedad, 32.17 (ft/s2)

∆PT =DPt + DPr

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